CN105383437B - 具有防盗锁的可调节的转向柱机构 - Google Patents

具有防盗锁的可调节的转向柱机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有防盗锁的可调节的转向柱机构，包括：固定支撑部(12)，其设有紧固至交通工具上部结构的装置(14)；可移动的子组件(16)，其包括管体(20)和在管体(20)内绕旋转轴线(100)旋转的转向轴(18)；在可移动的子组件(16)和固定支撑部(12)间的连接的铰接部(34)以引导可移动的子组件(16)绕相对固定支撑部(12)且垂直于旋转轴线(100)的固定枢轴线(200)相对于固定支撑部(12)枢转。防盗锁定机构(42)包括相对固定支撑部(12)在缩回位置和至少一锁定位置间移动的锁定主体(40)及安装在轴(18)上的配合构件(46)，使得在锁定位置锁定构件(40)确保与配合构件(46)形状锁定以锁定转向轴(18)绕旋转轴线(100)的旋转。锁定构件(40)和配合构件(46)在锁定位置具有关于平行于旋转轴线(100)的方向在枢轴线任一侧延伸的相互接触区(54)。

Description

具有防盗锁的可调节的转向柱机构
技术领域
本发明总体上涉及一种转向机构，该转向机构具有通过围绕枢轴线倾斜而可调节的高度。更具体地，本发明涉及一种用于使这种机构的轴旋转以执行防盗功能的锁。
发明背景
为了锁定转向柱的转向轴以便防止越权使用交通工具，能够使用锁来防止与转向盘成一整体的转向柱旋转，该锁包括相对于在旋转中被固定的结构在缩回位置和锁定位置之间被引导的锁定构件，在锁定位置中其与旋转地连接至转向柱的配合构件执行形状锁定。
当转向柱的高度通过围绕垂直于转向轴的旋转轴线的横向水平枢轴线倾斜是可调节的时，锁定构件最通常地被安装成以便跟随倾斜运动。实际上，转向轴安装在管体(tube body)中，管体提供了转向轴在旋转时围绕其轴线的引导，并且转向轴进而被铰接至固定支架以便确保围绕枢轴线的期望的倾斜运动。然后，锁被结合至管体中。锁的这种布置增大了转向柱的移动部分的质量，增大了其体积并且需要足够长的电控制电缆以跟随移动部分的倾斜运动。为了解决这些问题，在文件DE 198 09 294中已提出将锁定位在固定支架上。在考虑中的例子中，锁定构件由螺栓和由转向轴支撑的带齿冠状物(toothed crown)的配合构件构成。螺栓的端部是弯曲的，以不论转向柱的斜面如何在锁定位置中都确保带齿冠状物满意的接合。
然而，该布置在轴的倾斜期间仅对于小的角变化是满意的，因为对于较大的变化而言，螺栓具有从带齿冠状物脱离的风险。实际上，该布置已被放弃且很少或根本不实施。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的缺陷并且提出具有至少一种可调节的高度(若适用，则允许下部位置和上部位置之间的相当大的行程)的转向柱机构，并且提供在试图偷窃交通工具期间是不可接近的锁定构件。
为了该目标，提出了一种转向柱机构，包括：固定支撑部，该固定支撑部设置有用于紧固至交通工具的上部结构的装置；可移动的子组件，该可移动的子组件包括管体和在管体内围绕旋转轴线旋转的转向轴；连接的铰接部(articulation)，该连接的铰接部用于连接可移动的子组件与固定支撑部，以引导可移动的子组件围绕枢轴线相对于固定支撑部枢转，该枢轴线相对于固定支撑部是固定的且垂直于旋转轴线；和防盗锁定机构，该防盗锁定机构包括相对于该主体在缩回位置和至少一个锁定位置之间可移动的锁定主体以及安装在轴上的配合构件，使得在锁定位置，锁定构件确保与配合构件形状锁定以锁定轴围绕旋转轴线的旋转，锁定构件和配合构件在锁定位置具有相互接触区，该相互接触区在平行于旋转轴线的方向上在枢轴线的两侧上延伸。
当可移动的子组件的摆动角变化，甚至超出显著的变化范围时，锁定构件和枢轴线的相对布置在锁定位置中使配合构件相对于锁定构件的位置变化最小化。因此，甚至在具有明显的倾斜角度的转向柱的情况下，也能够将防盗锁定机构定位在固定支撑部中，该防盗锁定机构在试图非法进入的期间是相对不可接近的部件。
根据一个实施方案，锁定构件在缩回位置和锁定位置之间平行于包含旋转轴线的平面是可移动的。
锁定构件可以是沿着垂直于枢轴线和/或垂直于旋转轴线的进入轴线相对于固定支撑部可平移的。可选择地，锁定构件可以是相对于固定支撑部可旋转的。
有利地，铰接部可以包括两个共轴枢轴，该两个共轴枢轴分别位于转向轴的两侧，这两个枢轴中的每一个都包括与管体一体的部分。由锁定构件和配合构件之间的相互作用潜在地产生的力然后没有通过位于锁定构件的两侧上的枢轴来完全补偿。
优选地，旋转轴线和枢轴线是相交的，使得在可移动的子组件围绕枢轴线枢转期间存在位于旋转轴线上的固定点。
根据一个实施方案，锁定构件包括可平移的螺栓或可旋转的闩，并且配合构件是安装在转向轴上的冠状物，若适用，则借助于扭矩限制器，优选地容差环(allowancering)。冠状物具有齿状物，该齿状物限定了优选地平行于旋转轴线延伸的花键。
转向轴旋转地固定至转向盘。其长度可以按照深度被固定或能调节，并且在那种情况下，转向轴构成了伸缩轴，该伸缩轴包括至少一个第一区段和转向盘的第二支撑区段，该至少一个第一区段平行于旋转轴线相对于固定支撑部优选地被平移地固定，第二区段相对于第一区段平行于旋转轴线是可平移的，配合构件安装在第一区段上。
防盗锁定机构优选包括致动器，优选地是机电式的致动器，以在缩回位置和锁定位置之间驱动锁定构件。
为了补偿锁定构件和配合构件之间的小的位置变化，锁定构件可以具有弯曲的自由端。
附图说明
阅读下面的描述，通过参照附图，本发明的其它特征和优势将会呈现，附图示出：
图1是根据本发明的一个实施方案的转向柱机构的轴测图；
图2是图1的转向柱机构的转向轴的轴测图；
图3是图1的转向柱机构的固定支撑支架的分解侧视图；
图4是在防盗锁定机构的锁定位置中和在转向柱机构的中间角位置中的图3的固定支撑支架的细节的轴向剖视图；
图5是在防盗锁定机构的锁定位置中和在转向柱机构的中间角位置中的图3的固定支撑支架的细节的横截面图；
图6是在防盗锁定机构的未锁定位置中和在转向柱机构的中间角位置中的图3的固定支撑支架的细节的横截面图；
图7是在防盗锁定机构的锁定位置中和在转向柱机构的上部角位置中的图3的固定支撑支架的细节的横轴向剖视图；
图8是在防盗锁定机构的锁定位置中和在转向柱机构的下部角位置中的图3的固定支撑支架的细节的横轴向剖视图；
图9是在图4的中间位置中的防盗锁定机构的图解视图；
图10是在图7的上部角位置中的防盗锁定机构的细节的图解视图；
图11是在图8的下部角位置中的防盗锁定机构的细节的图解视图。
为了更清楚起见，在全部附图中，相同或相似的元件使用相同的参考标记确定。
具体实施方式
图1示出转向柱机构10，转向柱机构10包括设置有用于使其紧固至机动交通工具的上部结构的紧固界面14的固定支撑部12，以及可移动的子组件16，该可移动的子组件16包括在管体20内围绕转向轴线100旋转的转向轴18。轴18的后端22设计成接纳转向盘(未示出)，而前端24例如借助于齿条在有或无辅助设备的情况下，直接地或间接地作用于连接至交通工具的驱动轮的转向部位，以便使旋转从转向盘传递至驱动轮。
在已知的方式中，管体20通过作用于调节机构28的杠杆26，而围绕垂直于转向轴线100的水平枢轴线200相对于固定支撑部12枢转以允许驾驶员释放管体20，以便围绕枢轴线200使管体20定位在期望的角位置并且从而调节转向盘的高度，然后将管体20锁定在那个位置。为了在管体20和支撑部12之间产生枢轴连接，铰接部30通过提供旋入到支撑部12中的螺柱32形成，在一侧，螺柱32的端部构成了在由管体20形成的轴承33中旋转的轴颈32.1，并且在相对侧，旋入到螺纹插入件35中的螺柱34被二次模制(overmold)到管体20中并且使用衬套36围绕轴线200相对于固定支撑部12在旋转中被引导。枢轴线200和旋转轴线100是相交的且彼此垂直。枢轴线200位于转向轴的前端24的紧靠的附近，以便在转向盘的高度调节期间使轴的前端24的角行程最小化。
如果适用，并且如图2所示，则转向轴18可以包括两个部分18A、18B，该两个部分18A、18B围绕转向轴线彼此旋转地固定，但是能够相对于彼此滑动，例如在彼此中平行于转向轴线100滑动，以允许转向轴的连接至转向盘的后端22的位置的深度调节。轴的固定至转向盘的后部部分18B然后是可移动的，而轴的前部部分18A的位置(其前端24连接至转向部位)不受深度调节的影响。在已知的方式中，相同的调节机构28确保了高度闭锁和深度闭锁。
管体20在枢轴线200的区域中是开放的，以允许防盗锁定机构42(在图3至图8中示出)的至少部分地容纳在支撑部12的壁43之间的螺栓40通过。这里的螺栓是指锁定构件40，该锁定构件40能够优选地平行于垂直于旋转轴线100和枢轴线200的轴线300，在缩回位置和锁定位置之间平移。螺栓40可以穿过支撑部12的开口44和管体20的相应开口与安装在转向轴的前部部分18A上的带齿冠状物46相互作用。带齿冠状物46可以与转向轴18一起旋转地固定，或者优选地可以借助于容差环48连接至转向轴18该容差环48用于当扭矩小于给定阈值时，通过保证旋转连接来限制扭矩，但是在大于该阈值时允许自由旋转。带齿冠状物46具有齿状物50，齿状物50为在其圆周上间隔开的凹口52划定界限，凹口52中的每一个径向地定向，以允许螺栓40进入它们，如果螺栓40被相对地定位且在锁定位置被操纵的话，如图5所示。
在已知的方式中，防盗锁定机构42包括机电致动器(未示出)以平移地驱动螺栓40。优选地，在已知的方式中，螺栓40相对于致动器保持有限的平移运动自由，并且通过回位弹簧朝向锁定位置被偏置。因此，在未锁定命令的情况下，致动器42在图6的位置驱动螺栓40，而在锁定命令的情况下，如果螺栓定位在凹口52中的一个的对面，或以其它方式抵靠冠状物46的齿状物50中的一个支撑，那么致动器42朝向图5的锁定位置驱动螺栓40。在后者的假设中，转向盘的轻微旋转将引导由回位弹簧偏置的螺栓40进入所遇到的第一凹口52以确保期望的锁定。在锁定位置，当螺栓40的突出端已经进入带齿冠状物46的两个齿状物50之间的凹口52时，通过螺栓40抵靠限定凹口52界限的两个邻近齿状物50的侧表面的侧向接触实现锁定。因此，能够在螺栓40和齿状物50中的每一个之间界定接触表面54，为了确保良好的锁定，接触表面54必须足够大。显著地，该接触表面54在平行于旋转轴线100的方向上、在枢轴线200的两侧上、在螺栓40的整个宽度L上延伸。如图4、图7和图8所示，以及在图9、10和11中刻意放大且示意性地图示的，接触表面54和枢轴线200的这种相对定位使得独立于可移动的子组件16的角位置、甚至对于围绕枢轴线200的管体20的大的枢轴角能够确保锁定。
螺栓40的突出端具有弯曲表面56，弯曲表面56大体上是圆柱形的，其弯曲轴线平行于枢轴线且相对于弯曲表面56在枢轴线200对面定位。优选地，如图9至图11所示，弯曲表面56的曲率半径界定成使得在柱的径向调节期间，螺栓40的规定的竖直运动不超过正常位置中所界定的接合高度的5％，并且优选2％。因此，这确保了螺栓40在凹口52中的总是充分的进入深度，而无论可移动的子组件16的角位置如何，这有助于良好锁定。
当交通工具被止动并停车且满足用于转向轴18的旋转的锁定情况时，例如当接触钥匙已从相应的机筒移除时，或当电子的非电接触式钥匙失去时，防盗锁定机构控制螺栓40的运动，螺栓40或定位在凹口52上或定位在齿状物50上，但是以便一旦开始旋转转向盘就进入凹口。当螺栓40与凹口52接合时，接触表面54足以保证形状锁定，无论可移动的子组件16的角度如何。在锁定位置，转向轴18在旋转时保持稳定，是因为所施加的扭矩低于由容差环48界定的扭矩阈值。扭矩阈值被选择成使得其足够低以保证没有部件将被破坏，并且足够高以致不能驱动交通工具。
枢轴线200定位成远离管体的后端22，优选在超过20cm的距离处。因此能够在交通工具的仪表板下方容纳管体的接纳锁定机构42的部分，以便对于小偷是不可接近的。
当然，各种修改是可能的。可平移的螺栓可以由闩扣(latch catch)替代，该闩扣优选地在缩回位置和锁定位置之间在包含旋转轴线的平面中枢转。

Claims (12)

1.一种可调节的转向柱机构(10)，包括：
固定支撑部(12)，所述固定支撑部(12)设置有用于紧固至交通工具的上部结构的装置(14)；
可移动的子组件(16)，所述可移动的子组件(16)包括管体(20)和在所述管体(20)中围绕旋转轴线(100)旋转的转向轴(18)；
连接的铰接部(34)，所述连接的铰接部(34)用于连接所述可移动的子组件(16)和所述固定支撑部(12)，以引导所述可移动的子组件(16)围绕枢轴线(200)相对于所述固定支撑部(12)枢转，所述枢轴线(200)相对于所述固定支撑部(12)是固定的且垂直于所述旋转轴线(100)；
防盗锁定机构(42)，所述防盗锁定机构(42)至少部分地容纳在所述固定支撑部(12)的壁(43)之间，其中所述防盗锁定机构(42)包括相对于所述固定支撑部(12)在缩回位置和至少一个锁定位置之间可移动的锁定构件(40)以及安装在所述转向轴(18)上的配合构件(46)，使得在所述锁定位置，所述锁定构件(40)确保与所述配合构件(46)形状锁定以锁定所述转向轴(18)围绕所述旋转轴线(100)的旋转，
其特征在于，所述锁定构件(40)和所述配合构件(46)在所述锁定位置具有相互接触区(54)，所述相互接触区(54)在平行于所述旋转轴线(100)的方向上在所述枢轴线的两侧上延伸。
2.根据权利要求1所述的转向柱机构，其特征在于，所述锁定构件(40)在所述缩回位置和所述锁定位置之间平行于包含所述旋转轴线(100)的平面是可移动的。
3.根据权利要求1所述的转向柱机构，其特征在于，所述锁定构件(40)沿着垂直于所述枢轴线(200)的进入轴线(300)是可平移的。
4.根据权利要求1所述的转向柱机构，其特征在于，所述锁定构件(40)沿着垂直于所述旋转轴线(100)的进入轴线(300)是可平移的。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的转向柱机构，其特征在于，所述连接的铰接部(34)包括两个共轴枢轴(36)，所述两个共轴枢轴(36)分别位于所述转向轴(18)的两侧。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的转向柱机构，其特征在于，所述旋转轴线(100)和所述枢轴线(200)是相交的。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的转向柱机构，其特征在于，所述配合构件(46)通过扭矩限制器(48)连接至所述转向轴(18)。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的转向柱机构，其特征在于，所述转向轴(18)是伸缩轴，所述伸缩轴包括至少第一区段(18A)和用于支撑转向盘的第二区段(18B)，所述第二区段(18B)相对于所述第一区段(18A)平行于所述旋转轴线(100)是可平移的，所述配合构件(46)安装在所述第一区段(18A)上。
9.根据权利要求8所述的转向柱机构，其特征在于，所述第一区段(18A)相对于所述固定支撑部(12)平行于所述旋转轴线(100)平移地固定。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的转向柱机构，其特征在于，所述防盗锁定机构(42)包括用于在所述缩回位置和所述锁定位置之间驱动所述锁定构件(40)的致动器。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的转向柱机构，其特征在于，所述锁定构件(40)包括弯曲的自由端表面(56)。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的转向柱机构，其特征在于，所述配合构件(46)包括具有凹口的带齿冠状物。
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